WO2012165338A1 - 角形蓄電池 - Google Patents

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WO2012165338A1
WO2012165338A1 PCT/JP2012/063512 JP2012063512W WO2012165338A1 WO 2012165338 A1 WO2012165338 A1 WO 2012165338A1 JP 2012063512 W JP2012063512 W JP 2012063512W WO 2012165338 A1 WO2012165338 A1 WO 2012165338A1
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WO
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safety valve
base
peripheral wall
storage battery
positive electrode
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PCT/JP2012/063512
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和昭 浦野
正明 岩佐
拓郎 綱木
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日立ビークルエナジー株式会社
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a prismatic storage battery, and more particularly to a prismatic storage battery having a safety valve.
  • a safety valve is usually provided which is released to release the gas when the internal pressure of the battery rises with the generation of the gas.
  • the safety valve is, for example, integrally formed on a lid that is attached by closing the opening of the battery can by pressing or the like.
  • the lid is a substantially flat plate-like member, but the safety valve is formed thinner than the surrounding portion so as to be cleaved when the battery internal pressure reaches a predetermined value. Thus, the safety valve is weaker than the other parts of the lid.
  • a discharge duct for discharging the gas released from the safety valve to the outside is provided.
  • the exhaust duct is attached around the safety valve of each storage battery so as to seal the top of the safety valve from the outside.
  • the safety valve is formed on the inner peripheral side of the rib portion which protrudes in the direction opposite to the battery can from the upper surface of the lid.
  • a power generation element formed by laminating a positive electrode and a negative electrode with a separator interposed therebetween, a power generation element is accommodated, an electrolyte is injected, and a sealed structure is formed by a battery can and a lid member.
  • the lid member is connected to a base having a predetermined thickness having an upper surface and a lower surface, a peripheral wall portion forming a recess sunk from the upper surface of the base, and the peripheral wall portion
  • a safety valve having a peripheral portion is integrally formed, and the upper surface of at least the peripheral portion of the safety valve is located below the lower surface of the base.
  • the upper surface of the peripheral portion of the safety valve is located below the lower surface of the base, and the pressing force X parallel to the upper surface of the battery cover is the thickness of the base at the inner peripheral surface of the peripheral wall Can be supported on the entire surface corresponding to Therefore, the strength of the base 12 with respect to the pressing force X can be made large.
  • FIG. 2 The disassembled perspective view of the square storage battery shown by FIG. FIG. 2 is a perspective view of a state in which a part of the electrode group illustrated in FIG. 1 is developed. 1.
  • (A), (B) is sectional drawing for showing the method of forming a safety valve. Sectional drawing which shows the attachment structure of the battery cover and duct which concern on Embodiment 2 of this invention.
  • Sectional drawing which shows the attachment structure of the battery cover and duct which concern on Embodiment 3 of this invention.
  • Sectional drawing which shows the attachment structure of the battery cover and duct which concern on Embodiment 5 of this invention.
  • FIG. 1 is an external perspective view showing an embodiment of a prismatic storage battery of the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the prismatic storage battery shown in FIG.
  • an electrode group (power generation element) 40 is accommodated in a thin substantially rectangular battery container 2 composed of a battery lid (lid member) 3 and a battery can 4, and although not shown, it is not shown. It is configured by injecting a water electrolyte.
  • the battery cover 3 and the battery can 4 are made of, for example, aluminum, iron, stainless steel or the like.
  • the positive electrode current collecting plate 21, the negative electrode current collecting plate 31 and the like are integrally assembled to the battery cover 3, and the battery cover unit 10 is configured.
  • the positive electrode current collector plate 21 and the negative electrode current collector plate 31 of the battery cover unit 10 are respectively joined to the positive electrode metal foil or the negative electrode current collector foil of the electrode assembly 40 by, for example, ultrasonic welding, thereby allowing battery cover and power generation.
  • the unit 50 is accommodated from the opening at the upper end of the battery can 4.
  • the battery cover / power generation unit 50 is illustrated as a structure directly accommodated in the battery can 4.
  • the battery cover / power generation unit 50 is temporarily of the same shape as the battery can 4 and has a size
  • the battery can be housed in the battery can 4 after being housed in a slightly smaller insulating bag.
  • FIG. 3 is an external perspective view of a state in which the winding end side of the electrode assembly 40 is developed.
  • the electrode group 40 is formed by winding the positive electrode 41 and the negative electrode 42 in a flat shape around an axial core (not shown) with the first and second separators 43 and 44 interposed therebetween.
  • symbol 40a is a hollow part which has the width
  • the positive electrode 41 is formed by forming a positive electrode mixture layer 41 b on both the front and back sides of a positive electrode metal foil 41 a made of, for example, aluminum foil or the like.
  • the positive electrode mixture layer 41b is formed by coating the positive electrode mixture on the positive electrode metal foil 41a so that the positive electrode mixture unprocessed portion 41c in which the positive electrode metal foil 41a is exposed at one side edge is formed.
  • the negative electrode mixture layer 42b is coated on the front and back sides of a negative electrode metal foil 42a made of copper foil or the like.
  • a negative electrode mixture non-treated portion 42c in which the negative electrode metal foil 42a is exposed is formed at the other side edge which is a side edge opposite to the side edge where the positive electrode mixture non-treated portion 41c is disposed.
  • the positive electrode mixture is coated on the negative electrode metal foil 42a.
  • the positive electrode mixture 10 parts by weight of scaly graphite as a conductive material and 10 parts by weight of PVDF as a binder are added to 100 parts by weight of lithium manganate (chemical formula LiMn 2 O 4 ) as a positive electrode active material, NMP is added to this as a dispersion solvent, and it knead
  • This positive electrode mixture is applied to both sides of a 20 ⁇ m thick aluminum foil leaving a positive electrode mixture unprocessed portion 41c. Thereafter, the resultant is dried, pressed, and cut to obtain a positive electrode 41 having a thickness (a total of both front and back surfaces of the aluminum foil) of 90 ⁇ m which does not contain the aluminum foil.
  • the negative electrode mixture is prepared by adding 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride (hereinafter referred to as PVDF) as a binder to 100 parts by weight of amorphous carbon powder as a negative electrode active material, and adding N- It is prepared by adding and kneading methyl virolidone (hereinafter referred to as NMP).
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • NMP N- It is prepared by adding and kneading methyl virolidone
  • This negative electrode mixture is coated on both sides of a 10 ⁇ m thick copper foil leaving a negative electrode mixture unprocessed portion 42c. Thereafter, the resultant is dried, pressed, and cut to obtain a negative electrode 42 having a thickness of 70 ⁇ m (total of both front and back surfaces of copper foil) having no thickness of the negative electrode mixture layer 42b containing no copper foil.
  • the winding start side end portion of the negative electrode 42 is formed between the first and second separators 43 and 44 whose front end portions are welded to an axial core (not shown). Place and wind so as to be located inside the winding start side end of.
  • the positive electrode mixture non-treated portion 41c and the negative electrode mixture non-treated portion 42c are disposed at opposing side edges in the width direction (direction orthogonal to the winding direction).
  • the width of the negative electrode mixture layer 42b in other words, the length in the direction orthogonal to the winding direction, is formed wider than the width of the positive electrode mixture layer 41b.
  • the width of the first separator 43 is such that the positive electrode mixture non-treated portion 41c of the positive electrode 41 is exposed to the outside at one side edge side.
  • the width of the second separator 44 is such that the negative electrode mixture non-treatment portion 42c of the negative electrode 42 is exposed to the outside on the other side edge side.
  • a hollow portion 40a (see FIGS. 2 and 3) is formed on the winding start side of the electrode assembly 40, in other words, on the axial center side. Further, on the winding end side of the electrode assembly 40, the second separator 44 is wound around the outermost periphery, and the negative electrode 42 is wound around the inner periphery thereof. Therefore, the positive electrode mixture layer 41 b is covered with the negative electrode mixture layer 42 b over the entire length and the entire width from the winding start side to the winding end side.
  • the positive electrode 41 in the electrode group 40 the positive electrode mixture non-treated portion 41c of the positive electrode metal foil 41a is exposed to the outside, and the negative electrode 42 in the electrode group 40 is the negative electrode of the negative metal foil 42a.
  • the mixture non-treated portion 42c is exposed to the outside.
  • the battery cover 3 is provided with a liquid injection port 11 for injecting a non-aqueous electrolyte. Further, the battery cover 3 is provided with a safety valve 13 for releasing the pressure when the internal pressure exceeds the reference value due to overcharging or the like. Details of the structure of the battery cover 3 will be described later.
  • lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) dissolved at a concentration of 1 mol / liter in a mixed solution of ethylene carbonate and dimethyl carbonate mixed in a ratio of 1: 2 by volume ratio can be used.
  • the injection port 11 After injecting the electrolyte, the injection port 11 is fitted with a liquid injection stopper (not shown) and closed by laser welding.
  • the battery lid 3 is joined to the battery can 4 by laser welding and sealed.
  • the battery lid unit 10 includes a battery lid 3, a positive electrode side terminal configuration portion 60, and a negative electrode side terminal configuration portion 70.
  • the positive electrode side terminal configuration portion 60 includes an external positive electrode terminal 61, a positive electrode connection terminal 62, a positive electrode terminal plate 63, an insulating plate 64, and a positive electrode current collector plate 21.
  • the external positive electrode terminal 61, the positive electrode terminal plate 63, the positive electrode connection terminal 62, and the positive electrode current collector plate 21 are integrally attached to the battery cover 3.
  • through holes for inserting the positive electrode connection terminal 62 are formed in the lid 3, the insulating plate 64 and the positive electrode terminal plate 63.
  • a through hole for inserting the external positive electrode terminal 61 is formed in the lid 3.
  • the positive electrode side terminal structure part 60 In order to manufacture the positive electrode side terminal structure part 60, it carries out as follows.
  • the positive electrode current collector 21 is crimped to the positive electrode connection terminal 62 in advance.
  • the insulating plate 64 is disposed in the through hole of the battery lid 3, and the through hole provided in the battery lid 3 and the through hole provided in the insulating plate 64 are aligned with each other.
  • the external positive electrode terminal 61 is inserted into the through hole provided in the positive electrode terminal plate 63 and fixed to the insulating plate 64.
  • the positive electrode connection terminal 62 with the positive electrode current collector 21 crimped is inserted into the through hole of the insulating plate 64 from the back side of the battery cover 3.
  • the front end side of the positive electrode connection terminal 62 has a cylindrical shape slightly smaller than the through hole of the positive electrode terminal plate 63, and the positive electrode terminal terminal portion 60 is formed by caulking the front end portion of the positive electrode connection terminal 62.
  • the battery cover 3 is integrally assembled. In this state, the positive electrode current collector 21, the positive electrode connection terminal 62, the positive electrode terminal plate 63 and the external positive electrode terminal 61 are electrically connected. Further, the positive electrode current collecting plate 21, the positive electrode connection terminal 62, the positive electrode terminal plate 63 and the external positive electrode terminal 61 are insulated from the battery lid 3 by the insulating plate 64.
  • the negative electrode side terminal configuration portion 70 includes an external negative electrode terminal 71, a negative electrode connection terminal 72, a negative electrode terminal plate 73, an insulating plate 74, and a negative electrode current collector plate 31.
  • the negative electrode terminal component 70 has the same structure as the positive electrode terminal component 60, and the external negative electrode terminal 71, the negative electrode terminal plate 73, the negative electrode connection terminal 72 and the negative electrode current collector plate 31 are integrated with the battery lid 3. It is assembled. In this state, the negative electrode current collector 31, the negative electrode connection terminal 72, the negative electrode terminal plate 73, and the external negative electrode terminal 71 are electrically connected. In addition, the negative electrode current collector 31, the negative electrode connection terminal 72, the negative electrode terminal plate 73, and the external negative electrode terminal 71 are insulated from the battery lid 3 by the insulating plate 74.
  • the prismatic storage battery 1 can charge and discharge external electronic devices connected to the external positive electrode terminal 61 and the external negative electrode terminal 71. Become.
  • the positive electrode current collector 21 is made of aluminum.
  • the positive electrode current collector plate 21 has a support 22 a which is attached to the battery cover 3 and is bent at almost 90 °.
  • the bent support portion 22a is bifurcated at an end portion, and a pair of flat joint pieces 23 are formed.
  • Each joint piece 23 is ultrasonically welded to the electrode group 40.
  • the joint pieces 23 are each bent at an inclined angle with respect to the support portion 22a.
  • the inclined directions of the pair of joint pieces 23 are opposite to each other but are at the same angle with respect to the central plane, and are line symmetrical.
  • the pair of joining pieces 23 is joined to the positive electrode mixture non-treated portion 41 c in a state where the electrode group 40 is opened in a V-shape at the center of the hollow portion 40 a.
  • the negative electrode current collector 31 is made of copper, but has the same structure as the positive electrode current collector 21.
  • the negative electrode current collector 31 has a support 32a which is attached to the battery cover 3 and is bent at approximately 90 degrees.
  • the bent support portion 32a is bifurcated at an end to form a pair of flat joint pieces 33.
  • Each joint piece 33 is joined to the electrode group 40 by ultrasonic welding.
  • the inclined directions of the pair of joint pieces 33 are opposite to each other but are at the same angle with respect to the central plane, and are line symmetrical.
  • the pair of joining pieces 23 is joined by ultrasonic welding to the positive electrode mixture non-treated portion 41 c in a state where the electrode group 40 is opened in a V shape at the center of the hollow portion 40 a.
  • FIG. 4 is an enlarged perspective view of the battery cover 3 illustrated in FIG. 1 taken along line IV-IV.
  • the safety valve integrated type battery cover 3 is manufactured as follows. A flat plate made of aluminum is pressed to form a recess 18 and a thin film safety valve 13 is formed at the bottom of the recess 18. That is, the battery cover 3 is configured as an integrated member of the base 12 forming the upper part of the battery cover 3, and the peripheral wall 14 connected to the base 12 and the thin film safety valve 13 connected to the peripheral wall 14. Ru. In this case, a space formed by the inner peripheral surface 14 a of the peripheral wall portion 14 and the upper surface 13 a of the safety valve 13 is a recess 18.
  • the depth D of the recess 18 is a dimension from the upper surface 12 a of the base 12 to the upper surface 13 a of the safety valve 13.
  • the safety valve 13 is formed to be flat as a whole.
  • the depth D of the recess 18 is formed larger than the thickness (plate thickness) T of the base 12.
  • the upper surface 13 a of the safety valve 13 is formed below the lower surface 12 b of the base 12.
  • the safety valve 13 has a substantially circular shape in plan view.
  • the thickness t of the safety valve 13 is thinner than the thickness (plate thickness) T of the base 12, and the upper surface 13 a of the safety valve 13 is formed with a groove 15 that is split by gas pressure generated inside the storage battery 1.
  • FIG. 5 shows a cross-sectional view of a structure in which a connecting pipe 81 connected to an exhaust duct for exhausting gas is attached to the upper part of the safety valve 13 of the battery lid 3.
  • the connecting pipe 81 is a tubular member having a hollow portion, and a connecting end 82 having a small outer diameter is formed on the tip end side.
  • the connection end 82 is fixed to the inner peripheral surface of the peripheral wall 14 of the battery lid 3 by press fitting or the like.
  • the height of the connection end 82 is determined such that a gap is provided between the end surface 82 b of the connection end 82 and the upper surface 13 a of the safety valve 13 with the step 82 a in contact with the upper surface 12 a of the base 12 There is.
  • the connection pipe 81 is attached by pressing the connection pipe 81 into the inner peripheral surface of the peripheral wall portion 14 and pushing the connection pipe 81 toward the safety valve 13 until the step 82a abuts on the upper surface 12a of the base 12. .
  • the planar safety valve 13 is provided at the bottom of the recess 18, that is, at the lower part of the inner peripheral surface 14 a of the peripheral wall 14 forming the recess 18, and the upper surface 13 a of the safety valve 13 is It is formed at a position lower than the lower surface 12b. Further, as described above, the height of the connecting pipe 81 press-fit into the inner peripheral surface 14 a of the peripheral wall portion 14 becomes a dimension exceeding the thickness of the base 12, and the connecting pipe 81 becomes the inner peripheral surface 14 a of the peripheral wall portion 14 The contact length is a dimension exceeding the thickness of the base 12.
  • the external force is a pressing force from the connection end 82 to the inner peripheral surface 14a of the peripheral wall 14 It is transmitted as X. Since the connection end 82 contacts the entire area in the depth direction of the inner peripheral surface 14 a of the peripheral wall portion 14, the pressing force X is supported by the entire thickness (plate thickness) T of the base 12. If the depth D of the recess 18 of the safety valve 13 is smaller than the thickness (plate thickness) T of the base 12 of the battery lid 3, the pressing force X is smaller than the thickness (plate thickness) T Will support. In such a state, the supporting force of the pressing force X is small, and a defect such as damage to the peripheral wall 14 is likely to occur.
  • the pressing force X is supported by the inner peripheral surface 14 a of the inner wall portion 14 corresponding to the entire surface of the thickness (plate thickness) T of the base 12. Therefore, the supporting force by the peripheral wall portion 14 with respect to the pressing force X can be made large.
  • each of the height of the connection end 82 and the depth D of the recess 18, that is, the dimension from the upper surface 12 a of the base 12 to the upper surface 13 a of the safety valve 13 is the thickness (plate thickness) of the base 12
  • FIG. 6A and 6B are cross-sectional views for explaining a method of forming the safety valve 13.
  • FIG. 6A a lower mold 91 having a cylindrical hollow portion 91a having the same diameter as the outer peripheral surface of the peripheral wall portion 14 is prepared.
  • the battery lid material 3A made of, for example, a metal plate of aluminum is placed on the lower mold 91.
  • the plate thickness of the battery lid material 3A is, for example, about 1.5 mm.
  • the height of the step of the hollow portion 91a of the lower mold 91 is preferably 1.6 mm or more to about twice the thickness of the battery lid material 3A, that is, about 3.0 mm.
  • the axial center is made to coincide with the hollow portion 91a, and a portion corresponding to the hollow portion 91a of the battery cover material 3A is pressed by the upper die 92 having an outer diameter smaller than the outer diameter of the hollow portion 91a.
  • a thin portion 13A and a peripheral wall portion 14 thinner than the thickness of the battery lid material 3A are formed.
  • the volume V of a length L corresponding to the hollow portion 91a of the battery lid material 3A before pressing is the total volume V of the volume of the peripheral wall 14 and the volume of the thin portion 13A after pressing. be equivalent to.
  • the thickness of the thin portion 13A is, for example, about 0.1 mm to 0.3 mm.
  • the safety valve 13 is formed by forming the groove 15 in the thin portion 13A with a press or the like.
  • the depth of the groove 15 is, for example, about 0.05 mm.
  • the liquid injection port 11 and the like are formed in the battery lid material 3A, whereby the battery lid 3 is manufactured.
  • the injection port 11 may be formed before forming the safety valve 13.
  • the upper surface 13a of the safety valve 13 is formed at a lower position than the lower surface 12b of the base 12.
  • the depth D of the recess 18 is larger than the thickness (plate thickness) T of the base 12 It is done. Accordingly, in the structure in which the connecting pipe 81 is attached to the peripheral wall portion 14 connected to the base 12, a large attachment strength can be obtained.
  • the connecting pipe 81 of the duct can be attached to the inner circumferential surface 14a of the peripheral wall portion 14 by press-fitting, the attaching structure can be simplified, and the sealing performance of the duct can be enhanced.
  • connection end 82 of the connection tube 81 and the battery cover 3 can be increased by increasing the height of the connection end 82 and the height of the peripheral wall 14, but the peripheral wall 14 The strength of the peripheral wall 14 against the press-fit of the connection end 82 is maintained substantially the same even if the height of For this reason, it is easy to ensure appropriate sealing performance by changing the height of the peripheral wall portion 14.
  • the connection end 82 of the connecting pipe 81 is thin. It does not contact the safety valve 13 which is the Therefore, the contact of the connection end 82 can prevent the safety valve 13 from being damaged.
  • the safety valve 13 Since the safety valve 13 is formed at a lower position than the upper surface 12a of the base 12 of the battery lid 3, the deformation of the safety valve 13 when the battery lid 3 is deformed can be made small.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the attachment structure of the battery cover and the duct according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the second embodiment differs from the first embodiment in that the outer peripheral surface 14b of the peripheral wall portion 14 is an inclined surface.
  • the outer peripheral surface 14 b of the peripheral wall portion 14 is formed as an inclined surface whose outer diameter gradually increases from the connecting portion with the safety valve 13 to the connecting portion with the base 12. Since the inner peripheral surface 14a of the peripheral wall 14 is substantially vertical, the thickness of the peripheral wall 14 gradually increases from the safety valve 13 side toward the base 12 side.
  • the connecting portion of the base 12 to the lower surface 12 b is formed thicker than the thickness of the base 12.
  • the thickness of the peripheral wall portion 14 is made larger than the thickness of the base portion 12 at the connection portion with the base portion 12, and the outer diameter of the outer peripheral surface 14 b of the peripheral wall portion 14 faces the safety valve 13 side.
  • the strength of the peripheral wall 14 against external force can be improved, and the stress applied to the peripheral wall 14 can be dispersed.
  • the same effects as in the first embodiment can be obtained.
  • the remaining structure is the same as that of the first embodiment, and the corresponding members are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing an attachment structure of a battery cover and a duct according to a third embodiment of the present invention.
  • the third embodiment is different from the first embodiment in that the connection pipe 81 is not formed with the connection end 82, and the connection pipe receiver (step portion) is formed between the periphery of the safety valve 13 and the peripheral wall 14 ) Is the point where it is formed.
  • the connecting pipe receiving portion 17 is formed as a step portion at the bottom of the inner peripheral surface of the peripheral wall portion 14. An end surface 81 a of the connecting pipe 81 is in contact with the upper surface of the connecting pipe receiving portion 17.
  • the connecting pipe 81 when the connecting pipe 81 is attached, the connecting pipe 81 is pressed into the inner peripheral surface of the peripheral wall portion 14, and the connecting pipe 81 is a safety valve 13 until the end face 81 a abuts on the upper surface of the connecting pipe receiving portion 17. You can push it to the side. For this reason, it is not necessary to form the connection end part 82 with a small outside diameter in the connecting pipe 81, and the structure of the connecting pipe 81 can be simplified. Also in the third embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained. The remaining structure is the same as that of the first embodiment, and the corresponding members are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the outer peripheral surface 14b of the peripheral wall portion 14 has an inclined surface whose outer shape gradually decreases toward the safety valve 13 side. It is also possible to provide a step portion at the bottom of the inner circumferential surface.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing an attachment structure of a battery cover and a duct according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the fourth embodiment is different from the first embodiment in that the lower end portion of the peripheral wall portion 14 is formed so as to protrude from the lower surface 13 b of the safety valve 13.
  • the peripheral wall portion 14 has a lower end portion 14 c that protrudes from the lower surface 13 b of the safety valve 13 to the side opposite to the base 12. Conversely, the safety valve 13 is sunk from the lower end portion 14 c of the peripheral wall portion 14.
  • the safety valve 13 it is possible to prevent the safety valve 13 from being damaged, for example, when the battery lids 3 are in contact with each other or the assembling jig collides with the safety valve 13 in an assembly process or transportation. Also in the fourth embodiment, the same effect as the first embodiment can be obtained.
  • the remaining structure is the same as that of the first embodiment, and the corresponding members are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing an attachment structure of a battery cover and a duct according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the safety valve 13 is substantially flat, and the upper surface 13 a of the safety valve 13 is located below the lower surface 12 b of the base 12.
  • the safety valve 13 may not be flat, and the entire upper surface 13 a of the safety valve 13 may not be located below the lower surface 12 b of the base 12.
  • FIG. 10 shows an example of such an embodiment.
  • the safety valve 13 has a flat peripheral portion 13c on the side of the peripheral wall portion 14 and a central portion on the inner peripheral side of the peripheral portion 13c is curved in a dome shape. ing.
  • the safety valve 13 is formed substantially at the highest position even at the center.
  • the highest position of the safety valve 13 is located within the range of the upper surface 12 a and the lower surface 12 b of the base 12, in other words, within the thickness range of the base 12.
  • a groove 15 for cleavage is formed on the upper surface side of the safety valve 13 at the root portion and the central portion as in the first embodiment.
  • the flat peripheral edge 13 c connected to the peripheral wall 14 is located below the lower surface 12 b of the base 12, and the width of the peripheral edge 13 c corresponds to the connection end 82 of the connecting pipe 81.
  • the connection end 82 of the connection tube 81 is arranged in the area of the flat peripheral edge 13 c of the safety valve 13. Accordingly, the lower end surface of the connection end portion 82 of the connection pipe 81 can be disposed in the area of the peripheral portion 13 c in a state where the lower end surface does not abut on the upper surface 13 a of the safety valve 13.
  • the connecting end 82 can be held over the entire thickness of the base 12 by the circumferential side surface 12 c, and the supporting structure of the connecting pipe 81 having high strength as in the first to fourth embodiments. It can be done.
  • the safety valve 13 When the safety valve 13 is curved in a dome shape, the amount of deformation on the central side and the peripheral edge side of the safety valve 13 is equalized compared to when it is flat, so the variation in gas pressure when the safety valve 13 is split It can be made smaller and the reliability is improved.
  • the same effects as the first to fourth embodiments can be obtained in the other points.
  • the remaining structure is the same as that of the first embodiment, and the corresponding members are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the flat safety valve 13 in the second to fourth embodiments can be replaced with the curved safety valve 13 of the fifth embodiment.
  • connection pipe 81 is illustrated as a structure attached to the battery lid 3 by press fitting or the like, but may be joined by adhesion, welding or the like.
  • a seal member may be interposed between the connection pipe 81 and the circumferential side surface 12 c of the battery cover 3.
  • the safety valve 13 is illustrated as a circle in a plan view, it is possible to appropriately deform and apply an elliptical shape, a polygonal shape, or the like.
  • the cleavage groove 15 may be formed on the lower surface 13 b side of the safety valve 13.
  • the present invention is also applicable to prismatic storage batteries using a water-soluble electrolyte, such as nickel hydrogen batteries or nickel cadmium batteries, and lead storage batteries.
  • the prismatic storage battery of the present invention can be variously modified and applied within the scope of the present invention.
  • the point is that the connecting portion between the safety valve 13 and the peripheral wall portion 14 is made from the lower surface 12b of the battery lid 3 The lower side should be

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Abstract

　安全弁１３は、周壁部１４と共に電池蓋３に、プレス等により一体成形される。安全弁１３は、電池蓋３の基部１２の上面１２ａから没する凹部１８の底部に、周壁部１４に連接して形成される。安全弁１３の上面１３ａは基部１２の下面よりも下方に位置している。周壁部１４の内周面１４ａに連結管等が連結された状態で電池蓋３の上面１３ａに平行の押圧力Ｘが作用したとき、押圧力Ｘを、基部１２の厚さ（板厚）Ｔ全体で支持することができる。

Description

角形蓄電池
　この発明は、角形蓄電池に関し、より詳細には、安全弁を有する角形蓄電池に関する。
　リチウム二次電池等に代表される角形蓄電池においては、過充電状態になった場合に、電解液が分解してガスが発生し、電池内圧が上昇することがある。角形蓄電池の安全性を確保するため、通常、ガスの発生に伴って電池内圧が上昇したときに、ガスを放出するために開裂する安全弁が設けられている。安全弁は、例えば、プレス加工等により電池缶の開口部を塞いで取り付けられる蓋に一体成形される。
　蓋は、ほぼ平坦状の板状部材であるが、安全弁は、電池内圧が所定値に達した時点で開裂するように、周囲の部分よりも薄く形成される。従って、安全弁は蓋の他の部分よりも強度的に弱い。
　複数の角形蓄電池を直列に接続して、例えば、電気自動車等に用いられる蓄電池モジュールにおいては、安全弁から放出されたガスを外部に排出するための排出用ダクトが設けられている。排出用ダクトは、各蓄電池の安全弁の周囲に、当該安全弁の上部を外部から密封するように取り付けられる。
　上述した如く、安全弁は強度的に弱いため、蓋を電池缶に取り付ける工程等において、力の作用を受けてねじれ等の不具合が発生しやすい。そこで、安全弁を蓋に一体成形する際、蓋の上面から電池缶とは反対方向に突き出す環状のリブ部を形成し、このリブ部の外周側に安全弁を設ける構造とした角形蓄電池が知られている（例えば、特許文献１参照）。
日本国特開２００５－３３２７００号公報
　上記特許文献１に記載された発明では、蓋の上面から電池缶とは反対方向に突き出すリブ部の内周側に安全弁が形成される。このような構造を有する安全弁にガスを排出するための排出用ダクトを連結する場合、リブ部の外周または内周に連結管を取り付け、安全弁の上部と排出用ダクトとを連結することが最も簡単で効率のよい取付構造となる。
　しかしながら、蓋の上面から突出するリブ部を蓋に一体成形する構造では、ダクト取付構造を考慮したリブ部の強度を十分なものとすることが困難である。
　本発明の角形蓄電池は、正極電極と負極電極とがセパレータを介して積層されて形成された発電要素と、発電要素が収容されると共に電解液が注入され、電池缶と蓋部材とにより密閉構造に形成された電池容器と、を備え、蓋部材は、上面および下面を有する所定の厚さを有する基部と、基部の上面から没する凹部を形成する周壁部と、周壁部に連設された周縁部を有する安全弁とが一体に形成され、安全弁の少なくとも周縁部の上面が、基部の下面より下方に位置するものである。
　この発明の角形蓄電池によれば、安全弁の周縁部の上面が基部の下面より下方に位置しており、電池蓋の上面に平行な押圧力Ｘを、周壁部の内周面における基部の厚さに対応する全面で支持することができる。このため、押圧力Ｘに対する基部１２の強度を大きいものとすることができる。
本発明に係る角形蓄電池の一実施の形態の外観斜視図。 図１に示された角形蓄電池の分解斜視図。 図１に図示された電極群の一部を展開した状態を斜視図。 図１に図示された電池蓋３を、ＩＶ－ＩＶ線で切断した拡大斜視図。 電池蓋とダクトとの取付構造を示す断面図。 （Ａ）、（Ｂ）は安全弁を形成する方法を示すための断面図。 本発明の実施形態２に係る電池蓋とダクトとの取付構造を示す断面図。 本発明の実施形態３に係る電池蓋とダクトとの取付構造を示す断面図。 本発明の実施形態４に係る電池蓋とダクトとの取付構造を示す断面図。 本発明の実施形態５に係る電池蓋とダクトとの取付構造を示す断面図。
（実施形態１）
［角形蓄電池の全体構造］
　以下、この発明の角形蓄電池を、リチウムイオン角形二次電池を一実施形態として図面と共に説明する。
　図１は、この発明の角形蓄電池の一実施の形態を示す外観斜視図であり、図２は、図１に示された角形蓄電池の分解斜視図である。
　角形蓄電池１は、電池蓋（蓋部材）３および電池缶４とから構成される、薄型のほぼ直方体形状の電池容器２内に、電極群（発電要素）４０が収容され、図示はしないが非水電解液が注入されて構成されている。電池蓋３および電池缶４は、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレス等により形成される。
　電池蓋３には、正極集電板２１、負極集電板３１等が一体的に組み付けられ、電池蓋ユニット１０として構成される。電池蓋ユニット１０の正極集電板２１および負極集電板３１は、それぞれ、電極群４０の正極金属箔または負極集電箔に、例えば、超音波溶接により接合されることにより、電池蓋・発電ユニット５０とされ、電池缶４の上端部の開口部から収容される。
　図２においては、電池蓋・発電ユニット５０は、直接、電池缶４内に収容される構造として図示されているが、電池蓋・発電ユニット５０を一旦、電池缶４と同形状で、寸法が僅かに小さい絶縁袋に収容してから電池缶４内に収容する構造とすることもできる。
　図３は電極群４０の巻き終り側を展開した状態の外観斜視図である。
　電極群４０は、正極電極４１と負極電極４２とを、第１、第２のセパレータ４３、４４を介在して図示しない軸芯の周りに扁平状に捲回して形成されたものである。符号４０ａは、電極群４０の軸芯の厚み分の幅を有する空洞部、符号４０ｂ（図２参照）は幅広面である。
　正極電極４１は、例えば、アルミニウム箔等からなる正極金属箔４１ａの表裏両面に正極合剤層４１ｂが形成されたものである。正極合剤層４１ｂは、一側縁に正極金属箔４１ａが露出された正極合剤未処理部４１ｃが形成されるように正極金属箔４１ａに正極合剤が塗工されて形成される。
　負極電極４２は、例えば、銅箔等からなる負極金属箔４２ａの表裏両面に負極合剤層４２ｂが塗工されたものである。負極合剤層４２ｂは、正極合剤未処理部４１ｃが配置された側縁と対向する側縁である他側縁に、負極金属箔４２ａが露出された負極合剤未処理部４２ｃが形成されるように負極金属箔４２ａに正極合剤が塗工されて形成される。
　正極合剤は、正極活物質としてマンガン酸リチウム（化学式ＬｉＭｎ２Ｏ４）１００重量部に対し、導電材として１０重量部の鱗片状黒鉛と結着剤として１０重量部のＰＶＤＦとを添加し、これに分散溶媒としてＮＭＰを添加、混練して作製する。この正極合剤を厚さ２０μｍのアルミニウム箔の両面に正極合剤未処理部４１ｃを残して塗布する。その後、乾燥、プレス、裁断してアルミニウム箔を含まない正極合剤層４１ｂの厚さ（アルミニウム箔の表裏両面の合計）９０μｍの正極電極４１を得る。
　負極合剤は、負極活物質として非晶質炭素粉末１００重量部に対して、結着剤として１０重量部のポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶＤＦという。）を添加し、これに分散溶媒としてＮ－メチルビロリドン（以下、ＮＭＰという。）を添加、混練して作製する。この負極合剤を厚さ１０μｍの銅箔の両面に負極合剤未処理部４２ｃを残して塗布する。その後、乾燥、プレス、裁断して銅箔を含まない負極合剤層４２ｂの厚さ（銅箔の表裏両面の合計）７０μｍの負極電極４２を得る。
　電極群４０を形成するには、図示しない軸芯に先端部を溶着させた第１、第２のセパレータ４３、４４の間に、それぞれ、負極電極４２の巻始め側端部を、正極電極４１の巻始め側端部よりも内側に位置するように配置して捲回する。この場合、正極合剤未処理部４１ｃと負極合剤未処理部４２ｃとは、幅方向（捲回方向に直交する方向）の相対向する側縁に配置される。負極合剤層４２ｂの幅、換言すれば、捲回方向に直交する方向の長さは、正極合剤層４１ｂの幅よりも広く形成されている。また、第１のセパレータ４３の幅は、正極電極４１の正極合剤未処理部４１ｃを一側縁側において外部に露出する寸法とされている。第２のセパレータ４４の幅は、負極電極４２の負極合剤未処理部４２ｃを他側縁側において外部に露出する寸法とされている。
　電極群４０の巻始め側、換言すれば、軸芯側には空洞部４０ａ（図２、３参照）が形成されている。また、電極群４０の巻終り側は、最外周に第２のセパレータ４４が捲回され、その内周が負極電極４２が捲回されている。従って、正極合剤層４１ｂは、巻始め側から巻終り側までの全長および全幅に亘り、負極合剤層４２ｂにより覆われている。
　このように、電極群４０における正極電極４１は、正極金属箔４１ａの正極合剤未処理部４１ｃが外部に露出しており、また、電極群４０における負極電極４２は、負極金属箔４２ａの負極合剤未処理部４２ｃが外部に露出している。
　電池蓋３には、非水電解液を注入するための注液口１１が設けられている。また、電池蓋３には、過充電等により内部圧力が基準値を超えて上昇した際に、圧力を抜くための安全弁１３が設けられている。電池蓋３の構造の詳細については後述する。
　非水電解液には、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとを体積比で１：２の割合で混合した混合溶液中へ六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）を１モル／リットルの濃度で溶解したものを用いることができる。
　注液口１１は電解液注入後に、注液栓（図示せず）が嵌合されたうえ、レーザ溶接によって塞がれる。
　電池蓋３は、レーザ溶接により電池缶４に接合され、密閉される。
　図２に図示されるように、電池蓋ユニット１０は、電池蓋３と、正極側端子構成部６０と、負極側端子構成部７０を備える。
　正極側端子構成部６０は、外部正極端子６１、正極接続端子６２、正極端子板６３、絶縁板６４および正極集電板２１から構成される。
　外部正極端子６１、正極端子板６３、正極接続端子６２および正極集電板２１は、電池蓋３に一体的に取り付けられている。
　図示はしないが、蓋３、絶縁板６４、正極端子板６３には、正極接続端子６２を挿通するための貫通孔が形成されている。また、正極端子板６３には外部正極端子６１を挿通する貫通孔が形成されている。
　正極側端子構成部６０を作製するには次のようにする。
　予め、正極集電板２１を正極接続端子６２にかしめておく。また、電池蓋３の貫通孔に絶縁板６４を、電池蓋３に設けられた貫通孔と絶縁板６４に設けられた貫通孔とを位置合わせして配置する。
　次に、外部正極端子６１を正極端子板６３に設けられた貫通孔に嵌入し、絶縁板６４に固定する。次に、正極集電板２１がかしめられた正極接続端子６２を電池蓋３の裏側から絶縁板６４の貫通孔に挿通する。正極接続端子６２の先端側は、正極端子板６３の貫通孔よりも僅かに小さい円筒形状を有しており、この正極接続端子６２の先端部分をかしめることにより、正極側端子構成部６０が電池蓋３に一体的に組み付けられる。
　この状態において、正極集電板２１、正極接続端子６２、正極端子板６３および外部正極端子６１は、電気的に接続されている。また、正極集電板２１、正極接続端子６２、正極端子板６３および外部正極端子６１は、絶縁板６４により電池蓋３と絶縁されている。
　負極側端子構成部７０は、外部負極端子７１、負極接続端子７２、負極端子板７３、絶縁板７４および負極集電板３１から構成される。
　負極側端子構成部７０は、正極側端子構成部６０と同様な構造であり、外部負極端子７１、負極端子板７３、負極接続端子７２および負極集電板３１は、電池蓋３に一体的に組み付けられている。
　この状態において、負極集電板３１、負極接続端子７２、負極端子板７３および外部負極端子７１は、電気的に接続されている。また、負極集電板３１、負極接続端子７２、負極端子板７３および外部負極端子７１は、絶縁板７４により電池蓋３と絶縁されている。
　正極・負極の集電板２１、３１を電極群４０に接合することにより、角形蓄電池１は、外部正極端子６１および外部負極端子７１に接続された外部電子機器に対して、充放電が可能となる。
　正極集電板２１は、アルミニウムにより形成されている。正極集電板２１は、電池蓋３に取り付けられた本体部２２がほぼ９０°に折曲された支持部２２ａを有する。折曲された支持部２２ａは、端部において二股に分岐され、一対の平坦状の接合片２３が形成されている。各接合片２３は、電極群４０に超音波溶接される。接合片２３は、それぞれ、支持部２２ａに対して傾斜した角度に折曲されている。一対の接合片２３の傾斜方向は相互に逆方向であるが中心面に対して同一の角度であり、線対称となっている。一対の接合片２３は、空洞部４０ａの中心において電極群４０をハの字状に開いた状態で、正極合剤未処理部４１ｃに接合される。
　負極集電板３１は、銅により形成されているが、正極集電板２１と同じ構造を有している。
　負極集電板３１は、電池蓋３に取り付けられた本体部３２がほぼ９０°に折曲された支持部３２ａを有する。折曲された支持部３２ａは、端部において二股に分岐され、一対の平坦状の接合片３３が形成される。各接合片３３は、電極群４０に超音波溶接により接合される。一対の接合片３３の傾斜方向は相互に逆方向であるが中心面に対して同一の角度であり、線対称となっている。一対の接合片２３は、空洞部４０ａの中心において電極群４０をハの字状に開いた状態で、正極合剤未処理部４１ｃに超音波溶接により接合される。
［安全弁の構造］
　図４は、図１に図示された電池蓋３を、ＩＶ―ＩＶ線で切断した拡大斜視図である。
　安全弁一体型の電池蓋３は次のように作製される、アルミ製の平板をプレス加工して凹部１８が形成され、凹部１８の底部に薄膜状の安全弁１３が形成される。つまり、電池蓋３は、電池蓋３の上部を形成する基部１２と、基部１２に連接される周壁部１４と周壁部１４に連接される薄膜状の安全弁１３が一体化された部材として構成される。この場合、周壁部１４の内周面１４ａと、安全弁１３の上面１３ａにより形成される空間が凹部１８となる。すなわち、凹部１８の深さＤは、基部１２の上面１２ａから安全弁１３の上面の１３ａまでの寸法である。安全弁１３は、全体が平坦状に形成されている。
　凹部１８の深さＤは、基部１２の厚さ（板厚）Ｔよりも大きく形成される。つまり、安全弁１３の上面１３ａは基部１２の下面１２ｂよりも下方の位置に形成される。安全弁１３は、平面視でほぼ円形を有している。
　安全弁１３の厚さｔは基部１２の厚さ（板厚）Ｔよりも薄く形成され、安全弁１３の上面１３ａには、蓄電池１内部に発生するガス圧により開裂する溝１５が形成されている。
　図５は、電池蓋３の安全弁１３の上部に、ガスを排出するための排出用ダクトに接続される連結管８１を取り付けた構造の断面図を示す。
　連結管８１は中空部を有する管状部材であり、先端側に外径が小さい接続端部８２が形成されている。接続端部８２は、電池蓋３の周壁部１４の内周面に、圧入等により固定されている。
　接続端部８２の高さは、段部８２ａが基部１２の上面１２ａに接触した状態で、接続端部８２の端面８２ｂと安全弁１３の上面１３ａとの間に空隙が設けられるように定められている。
　連結管８１の取り付けは、連結管８１を周壁部１４の内周面に圧入して、段部８２ａが基部１２の上面１２ａに当接するまで、連結管８１を安全弁１３側に押し込むことによりなされる。
　この実施形態では、上述した如く、平面状の安全弁１３が凹部１８の底部、すなわち凹部１８を形成する周壁部１４の内周面１４ａの下部に設けられ、安全弁１３の上面１３ａは、基部１２の下面１２ｂよりも低い位置に形成されている。また、上述したように、周壁部１４の内周面１４ａに圧入される連結管８１の高さは基部１２の厚さを超えた寸法となり、連結管８１が周壁部１４の内周面１４ａと接する長さは基部１２の厚さを超えた寸法となる。
　連結管８１に、側方から電池蓋３の上面１３ａに平行の外力が作用したとき、図４に示すように、外力は、接続端部８２から周壁部１４の内周面１４ａへの押圧力Ｘとして伝達される。周壁部１４の内周面１４ａの深さ方向の全域で接続端部８２が接するので、押圧力Ｘは、基部１２の厚さ（板厚）Ｔの全体で支持される。仮に、安全弁１３の凹部１８の深さＤが電池蓋３の基部１２の厚さ（板厚）Ｔより小さいと、押圧力Ｘは、厚さ（板厚）Ｔよりも小さい周壁部１４の内面で支持することになる。このような状態では、押圧力Ｘの支持力が小さいものとなり、例えば、周壁部１４が損傷する等の不具合が発生し易い。
　これに対し、上記一実施の形態では、押圧力Ｘを、基部１２の厚さ（板厚）Ｔの全面に対応する内壁部１４の内周面１４ａで支持する。このため、押圧力Ｘに対する周壁部１４による支持力を大きいものとすることができる。
　以上のように、接続端部８２の高さ、および凹部１８の深さＤ、すなわち基部１２の上面１２ａから安全弁１３の上面の１３ａまでの寸法のそれぞれを、基部１２の厚さ（板厚）Ｔを超えた寸法に定めることにより、連結管８１の取り付けに十分な強度を確保することができる。
［安全弁の形成方法］
　図６（Ａ）、（Ｂ）は、安全弁１３を形成する方法を説明するための断面図である。
　先ず、図６（Ａ）に図示されるように、周壁部１４の外周面と同一の直径を有する円筒形の中空部９１ａを有する下金型９１を準備する。
　そして、下金型９１上に、例えば、アルミニウムの金属板からなる電池蓋素材３Ａを載置する。電池蓋素材３Ａの板厚は、例えば、１．５ｍｍ程度である。
　また、下金型９１の中空部９１ａの段差の高さは、１．６ｍｍ以上～電池蓋素材３Ａの板厚の２倍程度まで、すなわち、３．０ｍｍ程度までとすることが望ましい。
　次に、中空部９１ａに軸芯を一致させて、中空部９１ａの外径より小さい外径を有する上金型９２により、電池蓋素材３Ａの中空部９１ａに対応する部分をプレス加工する。このプレス加工により、電池蓋素材３Ａの板厚よりも薄い薄肉部１３Ａおよび周壁部１４が形成される。
　この場合、プレス加工前の、電池蓋素材３Ａの中空部９１ａに対応する長さＬ分の体積Ｖは、プレス加工後の、周壁部１４の体積と薄肉部１３Ａの体積との合計の体積Ｖに等しい。
　薄肉部１３Ａの厚さは、例えば、０.１ｍｍ～０．３ｍｍ程度である。
　そして、図示はしないが、プレス等により、薄肉部１３Ａに溝１５を形成することにより安全弁１３が形成される。溝１５の深さは、例えば、０．０５ｍｍ程度とする。
　この後、電池蓋素材３Ａに注液口１１等を形成することにより、電池蓋３が作製される。注液口１１は、安全弁１３を形成する前に形成しておいてもよい。
［実施形態１の効果］
　上記した本発明の一実施の形態によれば下記の効果を奏する。
（１）安全弁１３の上面１３ａが、基部１２の下面１２ｂよりも低い位置に形成されており、換言すれば、凹部１８の深さＤは基部１２の厚さ（板厚）Ｔよりも大きく形成されている。従って、基部１２に連接される周壁部１４に連結管８１を取り付ける構造において、大きな取付強度を得ることができる。
（２）ダクトの連結管８１を、周壁部１４の内周面１４ａに圧入により取り付ける構造とすることが可能となり、取付構造が簡単となり、また、ダクトの密封性を高めることができる。
（３）連結管８１の接続端部８２と電池蓋３の密封性は、接続端部８２の高さ、および周壁部１４の高さを高くすることにより大きくすることができるが、周壁部１４の高さを大きくしても、接続端部８２の圧入に対する周壁部１４の強度はほぼ同一に維持される。このため、周壁部１４の高さを変更することにより適切な密封性を確保することが容易である。
（４）また、図５に図示されるように、接続端部８２の端面８２ｂと安全弁１３の上面１３ａとの間には空隙が設けられているため、連結管８１の接続端部８２が薄肉部である安全弁１３に接触することがない。このため、接続端部８２が当接することにより、安全弁１３が損傷することを防ぐことができる。
（５）安全弁１３を電池蓋３の基部１２の上面１２ａよりも低い位置に形成するので、電池蓋３が変形した場合における安全弁１３の変形を小さいものとすることができる。
（実施形態２）
　図７は、本発明の実施形態２に係る電池蓋とダクトとの取付構造を示す断面図である。
　実施形態２が実施形態１と相違する点は、周壁部１４の外周面１４ｂが傾斜面とされている点である。
　周壁部１４の外周面１４ｂは、安全弁１３との接続部分から基部１２との接続部分に向かって、漸次、その外径が増大する傾斜面に形成されている。周壁部１４の内周面１４ａはほぼ垂直であるので、周壁部１４の厚さは、安全弁１３側から基部１２側に向かって、漸次、増大している。そして、基部１２の下面１２ｂとの接続部分では、基部１２の厚さよりも厚く形成されている。
　このように、周壁部１４の厚さを、基部１２との接続部分において、基部１２の厚さよりも大きくし、かつ、周壁部１４の外周面１４ｂを安全弁１３側に向かって、その外径が、漸次、減少する傾斜面にすることにより、周壁部１４の外力に対する強度を向上し、かつ、周壁部１４にかかる応力を分散することができる。
　実施形態２においても、実施形態１と同様な効果を奏する。
　なお、上記以外の構造は、実施形態１と同様であり、対応する部材に同一の参照番号を付して説明を省略する。
（実施形態３）
　図８は、本発明の実施形態３に係る電池蓋とダクトとの取付構造を示す断面図である。
　実施形態３が実施形態１と相違する点は、連結管８１には、接続端部８２が形成されておらず、安全弁１３の周囲と周壁部１４との間に、連結管受け部（段部）１７が形成されている点である。
　連結管受け部１７は、周壁部１４の内周面底部の段差部として形成されている。連結管受け部１７の上面には、連結管８１の端面８１ａが接触している。
　実施形態３においては、連結管８１を取り付ける際、連結管８１を周壁部１４の内周面に圧入して、端面８１ａが連結管受け部１７の上面に当接するまで、連結管８１を安全弁１３側に押し込めばよい。
　このため、連結管８１に、外径が小さい接続端部８２を形成する必要がなく、連結管８１の構造を簡単にすることができる。
　実施形態３においても、実施形態１と同様な効果を奏する。
　なお、上記以外の構造は、実施形態１と同様であり、対応する部材に同一の参照番号を付して説明を省略する。
　さらに、図示はしないが、実施形態２と実施形態３を組み合わせて、周壁部１４の外周面１４ｂを安全弁１３側に向かって、その外形が漸次、減少する傾斜面にするとともに、周壁部１４の内周面底部に段差部を設ける構造もすることができる。
（実施形態４）
　図９は、本発明の実施形態４に係る電池蓋とダクトとの取付構造を示す断面図である。
　実施形態４が実施形態１と相違する点は、周壁部１４の下端部が安全弁１３の下面１３ｂから突き出して形成されている点である。
　周壁部１４は、安全弁１３の下面１３ｂから基部１２と反対側に向かって突き出す下端部１４ｃを有している。逆にいうと、安全弁１３は、周壁部１４の下端部１４ｃから陥没している。このため、例えば、組み立て工程や搬送時において、電池蓋３同士が接触したり、組み付け治具が安全弁１３に衝突したりして、安全弁１３が損傷するのを防止することができる。
　実施形態４においても、実施形態１と同様な効果を奏する。
　なお、上記以外の構造は、実施形態１と同様であり、対応する部材に同一の参照番号を付して説明を省略する。
（実施形態５）
　図１０は、本発明の実施形態４に係る電池蓋とダクトとの取付構造を示す断面図である。
　実施形態１～４においては、安全弁１３は、ほぼ平坦であり、また、安全弁１３の上面１３ａは基部１２の下面１２ｂよりも下方に位置するものであった。
　しかし、安全弁１３は、平坦でなくてもよいし、安全弁１３の上面１３ａは、全体が基部１２の下面１２ｂよりも下方に位置するものではなくてもよい。
　図１０は、そのような実施形態の一例を示す。
　図１０に図示された実施形態５において、安全弁１３は、周壁部１４側に平坦な周縁部１３ｃを有し、周縁部１３ｃよりも内周側である中央部はドーム形状に湾曲して形成されている。すなわち、安全弁１３は、ほぼ中心部でも最も高い位置に形成されている。安全弁１３の最も高い位置の部分は、基部１２の上面１２ａと下面１２ｂの範囲内、換言すれば、基部１２の厚さの範囲内に位置している。安全弁１３の上面側には、根元部および中央部に、実施形態１と同様に開裂用の溝１５が形成されている。
　実施形態５において、周壁部１４に連接される平坦状の周縁部１３ｃは、基部１２の下面１２ｂよりも下方に位置しており、この周縁部１３ｃの幅は、連結管８１の接続端部８２の肉厚よりも僅かに大きく形成されている。
　図１０に図示されるように、連結管８１の接続端部８２は、安全弁１３の平坦状の周縁部１３ｃの領域内に配置される。従って、連結管８１の接続端部８２の下端面が安全弁１３の上面１３ａに当接しない状態で、周縁部１３ｃの領域内に配置することができる。
　実施形態５においても、接続端部８２を周側面１２ｃにより、基部１２の厚さ全体に亘って保持することが可能となり、実施形態１～４と同様に、強度の大きい連結管８１の支持構造とすることができる。
　安全弁１３がドーム形状に湾曲していると、平坦な場合に比し、安全弁１３の中央側と周縁部側における変形量が均一化されるので、安全弁１３が開裂する際のガス圧のばらつきを小さくすることができ、信頼性が向上する。
　実施形態５において、その他の点に関しても、実施形態１～４と同様な効果を奏する。
　なお、上記以外の構造は、実施形態１と同様であり、対応する部材に同一の参照番号を付して説明を省略する。
　図示はしないが、実施形態２～４における平坦な安全弁１３を、実施形態５の湾曲状の安全弁１３に置き換えることが可能である。
　なお、上記各実施形態においては、連結管８１を圧入等により電池蓋３に取り付ける構造として例示したが、接着や溶接等により接合するようにしてもよい。また、連結管８１と電池蓋３の周側面１２ｃとの間にシール部材を介装するようにしてもよい。
　安全弁１３を平面視で円形として例示したが、楕円形状、多角形状等、適宜、変形して適用することが可能である。また、開裂用の溝１５は、安全弁１３の下面１３ｂ側に形成してもよい。
　上記実施形態では、リチウムイオン二次電池の場合で説明した。しかし、本発明は、ニッケル水素電池またはニッケル・カドミウム電池、鉛蓄電池のように水溶性電解液を用いる角形蓄電池にも適用が可能である。
　本発明の角形蓄電池は、発明の趣旨の範囲内において、種々、変形して適用することが可能であり、要は、安全弁１３と周壁部１４との連接部分を、電池蓋３の下面１２ｂよりも下方側とすればよい。
　次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
　日本特許出願２０１１年第１２２７３２号（２０１１年５月２３日出願）
 

Claims (10)

  1. 　正極電極と負極電極とがセパレータを介して積層されて形成された発電要素と、
    　前記発電要素が収容されると共に電解液が注入され、電池缶と蓋部材とにより密閉構造に形成された電池容器と、を備え、
    　前記蓋部材は、上面および下面を有する所定の厚さを有する基部と、前記基部の前記上面から没する凹部を形成する周壁部と、前記周壁部に連設された周縁部を有する安全弁とが一体に形成され、前記安全弁の少なくとも前記周縁部の上面が、前記基部の下面より下方に位置している角形蓄電池。
  2. 　請求項１に記載の角形蓄電池において、前記安全弁は、ほぼ平坦に形成され、上面全体が前記基部の下面よりも下方に位置していることを特徴とする角形蓄電池。
  3. 　請求項１に記載の角形蓄電池において、前記安全弁は、前記周縁部から前記基部側に向かってドーム形状に突き出す湾曲部を有し、前記湾曲部の中央部分の上面が前記基部の下面よりも上方に位置している角形蓄電池。
  4. 　請求項３に記載の角形蓄電池おいて、前記安全弁の前記周縁部は平坦状に形成され、前記湾曲部は、前記周縁部の内側に形成されている角形蓄電池。
  5. 　請求項１に記載の角形蓄電池において、前記安全弁の厚さは、前記基部および前記周壁部の厚さより薄く形成されている角形蓄電池。
  6. 　請求項１に記載の角形蓄電池において、前記安全弁に開裂部となる溝が形成されている角形蓄電池。
  7. 　請求項１に記載の角形蓄電池において、前記周壁部は、前記安全弁の前記周縁部から前記基部に向かって、漸次、厚さが増大する傾斜状に形成されている角形蓄電池。
  8. 　請求項１に記載の角形蓄電池において、前記安全弁の周囲と前記周壁部との間に、前記安全弁の厚さより厚い段部が形成されている角形蓄電池。
  9. 　請求項１に記載の角形蓄電池において、前記周壁部は、前記安全弁の前記周縁部の下面から下方に向かって突き出す下端部を有する角形蓄電池。
  10. 　請求項１乃至９のいずれか１項に記載の角形蓄電池において、前記安全弁は平面視で円形である角形蓄電池。
     
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